イリノテカンが腸球細胞死を誘導し、粘膜炎時のmuc2およびmuc4組成の変化を誘導することを、腫瘍担持DAラットモデルで示した

Irinotecan induces enterocyte cell death and changes to muc2 and muc4 composition during mucositis in a tumour-bearing DA rat model.

• Daniel Thorpe
• Masooma Sultani
• Andrea Stringer

抄録

イリノテカン誘発性粘膜炎は、腫瘍学的に大きな問題となっている。ゴブレット細胞は粘液を分泌して腸粘膜を保護しており、粘膜炎の際に分泌が変化します。腸神経系は腸の運動性と分泌の調節に関与している。本研究の目的は、イリノテカン治療後に腸管神経細胞と杯細胞が変化するかどうかを決定することであった。腫瘍を有するDark Agoutiラットに、175mg/kgのイリノテカンを単回腹腔内投与し、0.01mg/kgのアトロピンを皮下投与した。実験ラットと無処置対照ラットは、処置後6、24、48、72、96、120時間の時点で死亡させた。隅結腸と結腸のサンプルはホルマリン固定した。ヘマトキシリン・エオシン染色、Alcian Blue-PAS染色、S-100抗体（神経細胞マーカー）による免疫組織化学を行った。統計解析は、Kruskal-Wallis検定とDunns post検定、Mann Whitney U検定、非線形回帰を用いて行った。大腸の総杯細胞は、72時間後にコントロールと比較して減少した（p＜0.05）。大腸では 120h で他のすべての時間点と比較して空洞化した杯細胞の割合が減少した．大腸の粘膜下神経叢におけるS-100陽性細胞数は、対照群と比較して大腸で減少し（p=0.0046）、空腸および結腸の筋腸神経叢で減少した（それぞれp=0.0058、p=0.0022）。空腸・結腸の腸管神経叢は24時間後と96時間後に減少した。イリノテカン誘発性粘膜炎は粘液分泌量の増加と腸管神経細胞の変化を伴うことが示唆された。これらの変化は、神経シグナルの調節障害を介して粘膜炎の病態生理に寄与している可能性がある。

Irinotecan-induced mucositis is a major oncological problem. Goblet cells secrete mucus, protecting the intestinal mucosa, with secretion altered during mucositis. The enteric nervous system is involved in regulating gut motility and secretion. The aim of this study was to determine whether enteric neural cells and goblet cells are altered following irinotecan treatment. Tumour-bearing Dark Agouti rats were administered a single dose of 175 mg/kg of irinotecan intraperitoneally and 0.01 mg/kg atropine subcutaneously. Experimental and untreated control rats were killed at times 6, 24, 48, 72, 96 and 120 h after treatment. Jejunum and colon samples were formalin fixed. Haematoxylin and eosin staining, Alcian Blue-PAS staining, and immunohistochemistry with S-100 antibody (neural cell marker) were carried out. Statistical analyses were carried out using Kruskal-Wallis test with Dunns post test, Mann Whitney U test, and nonlinear regression. Total goblet cells decreased at 72 h compared with controls in the colon (p < 0.05). The percentage of cavitated goblet cells decreased compared to all other time points at 120 h in the colon. The number of S-100-positive cells in the submucosal plexus decreased in the colon (p = 0.0046) and in the myenteric plexus of the jejunum and colon (p = 0.0058 and p = 0.0022, respectively), on comparing treated with control. Enteric ganglia in the myenteric plexus of the jejunum decreased at 24 h and 96 h. Irinotecan-induced mucositis is associated with increases in mucus secretion and enteric neural cell change. These changes may contribute to the pathophysiology of mucositis through the dysregulation of neural signalling.